8 可以包括由兩個(gè)面98中的至少一個(gè)支撐的充電單元117。例如,充電單元117可以包括配置用于接收來自充電粧118的插頭122的電源插口 120。電源插口 120和插頭122可以是任何合適的配置。充電單元117與電池26連通,用于給電池26充電。
[0129]電動(dòng)自行車10可以包括插頭鎖止系統(tǒng)124,用于將插頭122鎖止到電源插口 120。插頭鎖止系統(tǒng)124可以用作防盜。例如,插頭122可以用電纜126連接到充電粧118,電纜126是防篡改的,如,包括柔性編織蓋。在這樣的配置中,防篡改電纜126不僅供應(yīng)電力至電源插口 120,而且當(dāng)插頭鎖止系統(tǒng)124將插頭122鎖止到車架14時(shí)還用作防盜。插頭122可以是標(biāo)準(zhǔn)化的通用插頭,使得插頭122可以公用,并且可以被任何標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)自行車10使用。電纜126可以可縮回到充電粧118中,以減少當(dāng)插頭122連接到電源插口 120時(shí)電纜126松弛。
[0130]插頭鎖止系統(tǒng)124可以包括鎖止元件102和鎖止插口 106。鎖止插口 106設(shè)置在電源插口 120的相對(duì)側(cè)上,用于接收鎖止元件102。換言之,電源插口 120設(shè)置在鎖止插口106之間。
[0131]例如,鎖止元件102可以配置用于接合充電插頭122。插頭122可以限定匹配鎖止元件102的形狀和尺寸的槽128,使得鎖止元件102安裝在槽128內(nèi)并鄰接槽128以將插頭122鎖止到車架14。鎖止元件102可以具有圓形橫截面并且槽128可以具有半圓形橫截面。
[0132]插頭鎖止系統(tǒng)124可以包括可釋放地將鎖止元件102鎖止在插口 106中的鎖(如圖14A中的鎖109)。鎖可以是任何合適的類型,并且可以設(shè)置在一個(gè)或兩個(gè)插口 106中。例如,鎖止元件102可以包括在插口 106中接合鎖的切口。例如,鎖可以包括棘輪系統(tǒng),使得鎖止元件102可以在容納各種尺寸和形狀的插頭的不同的深度鎖止在插口 106中。如上所述,裝配監(jiān)控系統(tǒng)可以視覺和/聽覺識(shí)別何時(shí)鎖被激活,如,何時(shí)鎖止元件102被正確地定位在插口 106中。
[0133]當(dāng)電源插口 120不使用時(shí),鎖止元件102可以存放在鎖止插口 106中。在這種配置中,車架14可以移動(dòng)到打開位置,鎖止元件102處于鎖止插口 106中。參考圖14B,當(dāng)車架14處于折疊位置時(shí),鎖止元件102可以從鎖止插口 106拆除,使得插頭122可以與電源插口 120接合。一旦插頭122與電源插口 120接合,鎖止元件102可以插入到鎖止插口 106中并進(jìn)入槽128中以將插頭122鎖止到車架14。
[0134]參考圖18A,電動(dòng)自行車10可以包括接合充電粧118上的插口 134的插頭130和連接插頭130到車架14的電線132。電線132可以從車架14的面98之一延伸。電線132可以通過面98可縮回到車架14中。電線132可以是防篡改的,如,可以包括柔性編織蓋。
[0135]鎖止元件102可以連接到插頭130,用于鎖止到面98和用于鎖止到充電粧118。鎖止元件102可以鎖止到面98中的鎖止插口 106,類似于圖17A-C所示的那樣。在這樣的配置中,鎖止元件102將插頭130保持到面98并且車架14可以移動(dòng)到折疊位置,鎖止元件102與面98接合。
[0136]插頭130可以包括接收鎖止元件102使得插頭130和鎖止元件102可以作為一單元在車架14和充電粧118之間移動(dòng)的環(huán)136。鎖止元件102可以相對(duì)于插頭130通過環(huán)136滑動(dòng)以相對(duì)于插頭130調(diào)節(jié)鎖止元件102,用于與車架14和/或充電粧118正確的接入口 ο
[0137]充電粧118可以配置用于接收并鎖止鎖止元件102。例如,鎖止元件102可以具有圓形橫截面且充電粧118可以限定具有半圓形橫截面、用于接收鎖止元件102的槽138。鎖止元件102可以在槽138中鄰接充電粧118。如圖18Α所示,鎖止圓筒140可以鎖止到鎖止元件102以將充電粧118鎖止在鎖止圓筒140和鎖止元件102之間。當(dāng)不使用時(shí),鎖止圓筒140可以存放在電動(dòng)自行車10上任何合適的位置中,如,面98之間。
[0138]傳動(dòng)系24包括都連接到后輪22用于推動(dòng)后輪22的曲柄56和馬達(dá)142。曲柄56和馬達(dá)142可以以任何合適的方式連接到后輪22。例如,如圖19-21所示,皮帶傳動(dòng)裝置144將曲柄56和馬達(dá)142連接到后輪22。曲柄56可以由駕駛員手動(dòng)旋轉(zhuǎn),如,使用駕駛員的腳。馬達(dá)142可以圍繞曲柄56支撐在車架14的中央部分附近。這種配置平衡了電動(dòng)自行車10的重量。皮帶傳動(dòng)裝置144和馬達(dá)142可以在蓋下面被包住。
[0139]皮帶傳動(dòng)裝置144可以是在工業(yè)上稱為“蓋茨皮帶傳動(dòng)裝置(Gates beltdrive) ”的類型。皮帶傳動(dòng)裝置144包括連接到曲柄56和連接到馬達(dá)142的齒輪148——即,鏈環(huán),并且包括連接到后輪22的齒輪150。齒輪148是驅(qū)動(dòng)齒輪并且齒輪150是從動(dòng)齒輪。曲柄56通過軸承152可旋轉(zhuǎn)地連接到車架14。齒輪148通過軸承152可旋轉(zhuǎn)地連接到車架14。
[0140]皮帶154與齒輪148、150接合并跨在齒輪148、150上并且從齒輪148傳遞旋轉(zhuǎn)至齒輪150。皮帶傳動(dòng)裝置144可以是單速,S卩,固定的齒輪傳動(dòng)??蛇x擇地,連接到后輪22的齒輪可以是固定的行星齒輪總成。固定的行星齒輪總成可以包括齒輪傳動(dòng)裝置、輪轂和齒輪傳動(dòng)裝置和輪轂之間的飛輪(freewheel)。這樣的配置可以是3-5擋齒輪組件。
[0141]曲柄56通過飛輪連接156 (即,飛輪156)連接到齒輪。飛輪連接156配置用于當(dāng)曲柄56的正向旋轉(zhuǎn)比齒輪148的正向旋轉(zhuǎn)更快時(shí)從曲柄56傳遞運(yùn)動(dòng)至齒輪148并且配置用于當(dāng)齒輪148比曲柄56更快地正向旋轉(zhuǎn)時(shí)相對(duì)于曲柄56自由旋轉(zhuǎn)。這允許曲柄56和齒輪148的獨(dú)立的正向運(yùn)動(dòng),如,用于從曲柄56和/或馬達(dá)142的選擇性的輸入。飛輪連接156可以被稱為超越離合器(overrunning clutch)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的,例如,飛輪連接156可以包括外輪轂和芯軸。外輪轂可以具有內(nèi)部鋸齒圖案,并且芯軸可以包括棘輪或彈簧加載元件,芯軸允許外輪轂在相對(duì)于芯軸的一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)并且當(dāng)在相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)相對(duì)于芯軸鎖止。
[0142]飛輪連接156由曲柄56和/或齒輪148支撐在曲柄56和齒輪之間。軸承153設(shè)置在齒輪148和支撐曲柄56的殼體155之間。殼體155可以相對(duì)于車架14固定。
[0143]參考圖19和21,馬達(dá)142可以是電動(dòng)馬達(dá)。例如,馬達(dá)142可以是軸向磁通馬達(dá)。馬達(dá)142可以包括圍繞齒輪148周向地支撐的磁鐵158和支撐在車架14上的圓周圖案中的相控線圈(phased coil) 160。具體地,磁鐵158可以固定到齒輪148且相控線圈160可以固定到車架14。線圈160產(chǎn)生磁場以驅(qū)動(dòng)磁鐵158旋轉(zhuǎn)齒輪148。齒輪148的旋轉(zhuǎn)速度可以通過輸入設(shè)備來控制,例如支撐在車把66上的機(jī)械輸入設(shè)備,如控制桿、按鈕、旋鈕等。可選擇地,輸入設(shè)備可以是移動(dòng)設(shè)備48,如,通過利用移動(dòng)設(shè)備48的用戶界面一一如,觸摸屏一一可訪問的移動(dòng)設(shè)備48上的程序或應(yīng)用程序。輸入設(shè)備可以連接到計(jì)算設(shè)備28,計(jì)算設(shè)備28可以連接到馬達(dá)142以控制馬達(dá)142。
[0144]飛輪連接156設(shè)置在曲柄56和齒輪148之間。如圖19和21所示,馬達(dá)的至少一部分關(guān)于飛輪連接156是同心的。例如,磁鐵158可以關(guān)于飛輪連接156彼此同心地間隔開。
[0145]如圖19所示,齒輪148可以關(guān)于殼體155的至少一部分是同心的。軸承153可以設(shè)置在齒輪148和殼體155之間。
[0146]曲柄56和馬達(dá)142可以單獨(dú)或同時(shí)使用。例如,曲柄56可以獨(dú)立地使用以在沒有來自馬達(dá)142的輸入的情況下通過在正向旋轉(zhuǎn)方向蹬踏曲柄56來推動(dòng)電動(dòng)自行車10。在這樣的使用中,曲柄56接合飛輪連接156以驅(qū)動(dòng)齒輪148。馬達(dá)142可以單獨(dú)地使用以在沒有來自曲柄56的輸入的情況下通過使用磁鐵158和線圈160在正向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)齒輪148來推動(dòng)電動(dòng)自行車10。
[0147]在使用曲柄56和齒輪148之間的飛輪連接156的情況下,曲柄56和馬達(dá)142也可以同時(shí)使用。例如,馬達(dá)142可以以選定的速度旋轉(zhuǎn)齒輪148。在通過馬達(dá)142的該旋轉(zhuǎn)期間,如果曲柄56正向旋轉(zhuǎn)飛輪連接156比馬達(dá)142正向旋轉(zhuǎn)齒輪148慢,則馬達(dá)142驅(qū)動(dòng)齒輪148且飛輪連接156允許齒輪148相對(duì)于曲柄56正向旋轉(zhuǎn)??蛇x擇地,如果曲柄56正向旋轉(zhuǎn)飛輪連接156比馬達(dá)142正向轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪148快,則飛輪連接156接合齒輪148且來自曲柄56的正向旋轉(zhuǎn)傳遞到齒輪148。同樣地,馬達(dá)142可以將齒輪148的旋轉(zhuǎn)保持在最低速度,即,不允許齒輪148低于最低速度旋轉(zhuǎn),且曲柄56可以選擇性地比馬達(dá)142更快地正向旋轉(zhuǎn)以旋轉(zhuǎn)齒輪148超過最低速度。
[0148]當(dāng)齒輪148由曲柄56旋轉(zhuǎn)和/或在電動(dòng)自行車10制動(dòng)期間,馬達(dá)142可以用于產(chǎn)生電。換言之,當(dāng)曲柄56正向旋轉(zhuǎn)齒輪148時(shí),磁鐵158相對(duì)于相控線圈160和馬達(dá)142移動(dòng),用作交流發(fā)電機(jī)。馬達(dá)142可以提供電至電池26以給電池26充電和/或可以連接到其他儲(chǔ)能設(shè)備。
[0149]由于齒輪150固定到后輪22,皮帶154連接到齒輪148,并且齒輪148跨在飛輪連接156上,齒輪148經(jīng)由皮帶154與后輪22 —起旋轉(zhuǎn)。換言之,齒輪148在后輪22旋轉(zhuǎn)的任何時(shí)候都旋轉(zhuǎn)。因此,馬達(dá)142可以在后輪22旋轉(zhuǎn)的任何時(shí)候用作交流發(fā)電機(jī),如上所述。皮帶154和馬達(dá)142可以被開發(fā)以為后輪22提供再生制動(dòng)。
[0150]馬達(dá)142作為交流發(fā)電機(jī)的操作減小了齒輪148的旋轉(zhuǎn)速度。同樣地,馬達(dá)142可以用作交流發(fā)電機(jī)以至少部分地制動(dòng)電動(dòng)自行車10。例如,在鍛煉模式中,馬達(dá)142可以用作交流發(fā)電機(jī),該模式中,馬達(dá)142可以通過磁鐵/線圈160的操作為曲柄56提供阻力。當(dāng)駕駛員蹬踏曲柄56以克服阻力時(shí),駕駛員正在相對(duì)于線圈160旋轉(zhuǎn)磁鐵158以將馬達(dá)142用作交流發(fā)電機(jī)。
[0151]為了動(dòng)能回收,馬達(dá)142和后輪22之間的直接鏈路確保能量流動(dòng)可以完全逆轉(zhuǎn)。在曲柄56處的飛輪連接156確保當(dāng)馬達(dá)142被騎車者和電動(dòng)自行車10的動(dòng)能轉(zhuǎn)向時(shí),騎車人可以滑行。
[0152]一旦至馬達(dá)142的電力被中斷和/或乘員停止蹬踏,馬達(dá)142就可以切換到再生模式。這意味著電動(dòng)自行車10比如果滑行時(shí)減速快得多。這是有效地電子制動(dòng)且后制動(dòng)燈143(在圖3中示出)自動(dòng)接通。當(dāng)乘員施加制動(dòng)(停止蹬踏,切斷給馬達(dá)142的電力,再生模式開始生效)時(shí),由于相同的再生效果發(fā)生,不需要單獨(dú)的制動(dòng)接觸開關(guān)。
[0153]自行車10可以包括與馬達(dá)142和制動(dòng)燈143通信的控制器??刂破骺梢耘渲糜糜诋?dāng)齒輪150驅(qū)動(dòng)皮帶154時(shí)——S卩,當(dāng)自行車10滑行時(shí),照亮制動(dòng)燈143。例如,參考圖28,后制動(dòng)燈143可以與自行車10的計(jì)算設(shè)備28通信。計(jì)算設(shè)備28可以編程為當(dāng)齒輪150驅(qū)動(dòng)皮帶154時(shí),照亮制動(dòng)燈143。換言之,例如,在駕駛員停止蹬踏和自行車10滑行的情況下,齒輪150驅(qū)動(dòng)皮帶154且馬達(dá)142產(chǎn)生用于給電池26充電的能量,在這樣的情況下,計(jì)算設(shè)備28可以檢測到齒輪150正在驅(qū)動(dòng)皮帶154,并且作為響應(yīng),提供指令以照亮制動(dòng)燈143。
[0154]參考圖23,計(jì)算設(shè)備28可以利用電力再生控制邏輯進(jìn)行編程。如在框164所示,電力再生控制邏輯可以有三種模式。具體地,電力再生控制邏輯可以關(guān)閉,可以在節(jié)流模式中操作,或者可以在踏板輔助模式中操作。踏板輔助模式可以被稱為踏板輔助或動(dòng)力輔助模式。例如,踏板輔助模式的目的可以是遵循電動(dòng)自行車的道路合法使用規(guī)則,例如歐盟指令 2002/24/EC 和 / 或 EN15194。
[0155]當(dāng)電力再生控制邏輯關(guān)閉時(shí),電動(dòng)自行車10可以通過曲柄56由人工輸入來推動(dòng),并且不用馬達(dá)142提供電力,如框166中所示。在節(jié)流模式中,電動(dòng)自行車10可以由馬達(dá)142推動(dòng)并獨(dú)立于來自曲柄56的人工輸入來控制。如在框168中所示,當(dāng)請(qǐng)求電力時(shí),即,利用由駕駛者操作的輸入,電力再生控制邏輯給馬達(dá)142提供電力。例如,可以可變地操作輸入以改變給馬達(dá)142的電力。如在框168中所示,如果不請(qǐng)求電力,則電力再生控制邏輯在再生模式中操作。在再生模式中,電動(dòng)自行車10的后輪22減速且制動(dòng)燈被激活。
[0156]當(dāng)電力再生控制邏輯轉(zhuǎn)到踏板輔助模式時(shí),電動(dòng)自行車10可以由馬達(dá)142和來自曲柄56的人工輸入來推動(dòng)。如在框170中所示,僅當(dāng)駕駛員蹬踏曲柄56時(shí),電動(dòng)自行車10可以在馬達(dá)142的輔助下推動(dòng)以補(bǔ)充由駕駛員人工輸送的動(dòng)力。動(dòng)力輔助的確切量是由計(jì)算設(shè)備28來計(jì)算的。當(dāng)處于踏板輔助模式時(shí),當(dāng)不蹬踏曲柄56時(shí),電力再生控制邏輯在再生模式中操作。在再生模式中,電動(dòng)自行車10的后輪22減速且制動(dòng)燈被激活。
[0157]可以操作馬達(dá)142以平穩(wěn)地傳遞動(dòng)力到后輪22。換言之,電動(dòng)自行車10的某些駕駛員可以基于例如駕駛員的物理動(dòng)力學(xué)來在一定的旋轉(zhuǎn)角度更費(fèi)力/更省力地蹬踏曲柄56。例如,當(dāng)騎車者的腿越過曲柄56的上死點(diǎn)時(shí),一些駕駛員可以提供電力“死點(diǎn)(deadspot) ”至曲柄56并在下行程提供更高的動(dòng)力。
[0158]如圖19、21和22所示,編碼器172可以固定到曲柄56,以識(shí)別曲柄56的旋轉(zhuǎn)中的“死點(diǎn)”?!八傈c(diǎn)”的該識(shí)別可以用來在“死點(diǎn)”中操作馬達(dá)142以使電動(dòng)自行車10平穩(wěn)地行駛。
[0159]參考圖24和25,控制器一一如,計(jì)算設(shè)備28—一可以利用電力控制邏輯進(jìn)行編程。計(jì)算設(shè)備28的存儲(chǔ)器29可以存儲(chǔ)包含編程以執(zhí)行電力控制邏輯的指令,如以下進(jìn)一步所述。在圖24中孤立地示出了電力控制邏輯且在圖25中示出了電力控制邏輯包含到電力和再生控制邏輯中。換言之,如圖25所示,如果電力和再生控制邏輯處于踏板輔助模式,如框164中所示,且蹬踏曲柄56時(shí),則操作電力控制邏輯。
[0160]電力控制邏輯可以管理電池26壽命,并且可以在車輛的用戶界面218和/或移動(dòng)設(shè)備48 例如移動(dòng)電話、導(dǎo)航單兀等上傳送電池26的荷電狀態(tài)。由于電池電壓在負(fù)載(加速)下可以下降并且當(dāng)負(fù)載被除去時(shí)可以恢復(fù),因此實(shí)際的荷電狀態(tài)可以用算法估
i+o
[0161]電力控制邏輯可以基于駕駛員的瞬時(shí)和/或連續(xù)的心率數(shù)據(jù)。自行車10的計(jì)算設(shè)備28可以配置用于接收心率數(shù)據(jù)。例如,計(jì)算設(shè)備28的存儲(chǔ)器29可以存儲(chǔ)包括編程以接收駕駛員的心率的指令。參考圖28,例如,心率監(jiān)控器145可以與計(jì)算設(shè)備28通信且可以配置用于傳送表示駕駛員的心率的心率信號(hào)到控制器,如,計(jì)算設(shè)備28。例如,心率監(jiān)控器145可以包括測量駕駛員的脈搏的接觸貼劑(contact patch)。例如,接觸貼劑可以設(shè)置在車把66上以當(dāng)駕駛員握住車把66時(shí)測量駕駛員的脈搏??蛇x擇地或此外,心率監(jiān)控器可以是任何合適的形式,如,手表、胸帶等。
[0162]心率監(jiān)控器145可以用于當(dāng)使用位置數(shù)據(jù)一一例如GPS數(shù)據(jù)一一時(shí)允許“最后一英里降溫”。具體地,電動(dòng)自行車10可以編程為在行程的最后階段期間提供增加的輔助。這可以有助于確保駕駛員不以不理想的衛(wèi)生狀態(tài)一一如,滿身是汗一一到達(dá)目的地。
[0163]電力控制邏輯可以基于計(jì)劃和/或連續(xù)的行程數(shù)據(jù)。行程范圍可以從移動(dòng)設(shè)備
48--例如蜂窩電話、導(dǎo)航單元等--傳送,或當(dāng)電動(dòng)自行車10插接到移動(dòng)設(shè)備48或車輛
12時(shí)傳送。電力控制邏輯可以使用行程數(shù)據(jù),例如海拔、地形、道路條件、燈、交通等,以提高能量使用預(yù)測。電力控制邏輯可以在行程期間接收實(shí)時(shí)更新。電動(dòng)自行車10可以以任何合適的方式連接到移動(dòng)設(shè)備48,例如USB (通用串行總線)、無線(藍(lán)牙,NFC (近場通信)等)等。
[0164]電力控制邏輯可以使用全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊來在路線的最終階段期間一一如,最后的計(jì)劃的英里一一提供最大可用的輔助。存儲(chǔ)器29可以存儲(chǔ)包括編程以接收自行車相對(duì)于預(yù)定位置的目的地距離一一即,自行車10和預(yù)定的目的地之間的距離一一的指令。控制器一一如,計(jì)算設(shè)備28—一可以編程為接收自行車10相對(duì)于預(yù)定目的地的目的地距離。例如,定位設(shè)備可以配置用于傳送電動(dòng)自行車10相對(duì)于預(yù)定目的地的目的地距離至控制器。例如,定位設(shè)備可以是移動(dòng)設(shè)備48。例如,移動(dòng)設(shè)備48可以包括GPS接收器并且可以發(fā)送GPS信息至計(jì)算設(shè)備28。
[0165]計(jì)算設(shè)備28可以基于目的地距離修改電池26的電力輸出以提供到達(dá)目的地的足夠的荷電狀態(tài)。存儲(chǔ)器29可以存儲(chǔ)包括編程以至少基于心率信號(hào)和目的地距離提供指令以調(diào)節(jié)給馬達(dá)142的電力的指令。計(jì)算設(shè)備28可以編程為提供指令一一如,直接對(duì)馬達(dá)142的指令一一以至少基于心率信號(hào)和目的地距離調(diào)節(jié)給馬達(dá)142的電力。例如,計(jì)算設(shè)備28可以編程為當(dāng)自行車10接近預(yù)定目的地時(shí),如,當(dāng)目的地距離在預(yù)定范圍內(nèi)且心率信號(hào)高于預(yù)定水平時(shí),提供指令以增加給馬達(dá)142的電力。預(yù)定距離和心率信號(hào)的預(yù)定水平的值可以存儲(chǔ)在計(jì)算設(shè)備28的存儲(chǔ)器29中。
[0166]計(jì)算設(shè)備28可以編程為除了心率信號(hào)和目的地距離之外,基于電池26的荷電水平提供指令以調(diào)節(jié)給馬達(dá)142的電力。存儲(chǔ)器29可以存儲(chǔ)包括編程以至少基于心率信號(hào)和目的地距離增加給馬達(dá)142的電力的指令。換言之,計(jì)算設(shè)備28可以編程為當(dāng)目的地距離在預(yù)定范圍內(nèi)、心率信號(hào)高于預(yù)定水平、并且電池26的荷電水平高于預(yù)定水平時(shí),提供指令以增加給馬達(dá)142的電力。
[0167]電力控制邏輯匹配馬達(dá)142輸出和輸入設(shè)置,這可以是節(jié)流模式或踏板輔助模式。輸入設(shè)置可以用扭矩/位置傳感器進(jìn)行測量。電力控制邏輯測量電池26的荷電狀態(tài)并保護(hù)電池26防止過充電、充電不足、過快的充電速率以及過快的放電速率。
[0168]用戶界面218和/或移動(dòng)設(shè)備48可以給駕駛員呈現(xiàn)接合自動(dòng)電力控制邏輯設(shè)置與否的選項(xiàng)(圖24的框174)。如果駕駛員選擇不使用自動(dòng)電力控制邏輯設(shè)置,則電力控制邏輯滿足按照電力需求和預(yù)先編程的參數(shù)內(nèi)可用的電池26電力給馬達(dá)142提供電力的功會(huì)泛。
[0169]如果駕駛員選擇使用自動(dòng)電力控制邏輯設(shè)置,則電力控制邏輯查